KR102655743B1 - Apparatus and method for estimating blood pressure - Google Patents

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Abstract

혈압을 추정하는 장치를 개시한다. 일 실시예에 따르면 혈압 추정 장치는 생체신호를 측정하는 센서부와, 생체신호로부터 심박출량(cardiac output) 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 특징값들을 획득하고, 획득된 특징값들을 기초로 혈압 변화 기전을 결정하여 결정된 혈압 변화 기전에 따라 혈압을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.Disclosed is a device for estimating blood pressure. According to one embodiment, the blood pressure estimation device includes a sensor unit that measures bio-signals, acquires feature values related to cardiac output and total peripheral resistance from the bio-signals, and based on the obtained feature values. It may include a processor that determines the blood pressure change mechanism and estimates blood pressure according to the determined blood pressure change mechanism.

Description

혈압 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BLOOD PRESSURE} Blood pressure estimation device and method {APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BLOOD PRESSURE}

커프리스 혈압 추정에 관한 기술이다.This is a technology for cuffless blood pressure estimation.

최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해 IT 기술과 의료기술이 접목된 IT-의료 융합기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히 인체의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강 상태를 모니터링해 주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다. 개인의 건강상태를 나타내 주는 생체신호의 종류에는 대표적으로 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광전용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 일상생활에서 이를 측정하기 위해서 다양한 생체신호 센서가 개발되고 있다. 특히 PPG 센서의 경우는 심혈관계 상태 등을 반영하는 맥파 형태를 분석하여 인체의 혈압 추정이 가능하다. Recently, research is being conducted on IT-medical convergence technology that combines IT technology and medical technology due to the aging population structure, rapidly increasing medical expenses, and shortage of professional medical service personnel. In particular, monitoring of the human health status is not limited to fixed locations such as hospitals, but has expanded to the field of mobile healthcare, which monitors the user's health status anytime and anywhere in everyday life, such as at home or in the office. It is becoming. Typical types of biological signals that indicate an individual's health status include ECG (Electrocardiography), PPG (Photoplethysmogram), and EMG (Electromyography) signals, and various biological signals are used to measure these in daily life. Signal sensors are being developed. In particular, in the case of the PPG sensor, it is possible to estimate the blood pressure of the human body by analyzing the pulse wave shape that reflects the state of the cardiovascular system.

PPG 생체신호 관련 연구결과에 의하면 전체 PPG 신호는 심장에서 출발하여 신체 말단부로 향하는 진행파(propagation wave)와 말단부에서 다시 되돌아오는 반사파(reflection wave)들로 중첩되어 구성된다. 그리고 진행파 혹은 반사파들과 관련된 다양한 특징(feature)들을 추출하면 혈압을 추정할 수 있는 정보를 얻을 수 있음이 알려져 있다.According to research results related to PPG biosignals, the entire PPG signal is composed of overlapping propagation waves that start from the heart and head toward the extremities of the body and reflection waves that return from the extremities. It is known that information that can estimate blood pressure can be obtained by extracting various features related to traveling or reflected waves.

미국 공개특허공보 US 2016/0081563 (2016.03.24)US Patent Publication US 2016/0081563 (2016.03.24)

혈압 추정시 혈압 변화 기전을 판단하여 혈압 변화 기전에 따라 적절한 혈압 추정식을 적용하는 혈압 추정 장치 및 방법이 제시된다.A blood pressure estimation device and method is presented that determines the mechanism of blood pressure change when estimating blood pressure and applies an appropriate blood pressure estimation equation according to the mechanism of blood pressure change.

일 양상에 따르면, 혈압 추정 장치는 생체신호를 측정하는 센서부 및 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값을 획득하고, 제1 특징값 및 제2 특징값 중의 적어도 하나를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하며, 결정된 혈압 변화 기전에 따라 혈압을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to one aspect, the blood pressure estimation device acquires a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total peripheral resistance from a sensor unit that measures biosignals and biosignals; , may include a processor that determines a blood pressure change mechanism based on at least one of the first feature value and the second feature value, and estimates blood pressure according to the determined blood pressure change mechanism.

이때, 혈압 변화 기전은 일반적 혈압 변화 기전 및 저혈압 기전을 포함할 수 있다.At this time, the blood pressure change mechanism may include a general blood pressure change mechanism and a low blood pressure mechanism.

프로세서는 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값, 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다.The processor may include a first feature value, a second feature value, a first normalization value obtained by normalizing the first feature value, a second normalization value obtained by normalizing the second feature value, a difference between the first feature value and the second feature value, and a second feature value. At least one of the differences between the first normalized value and the second normalized value may be compared with a preset threshold, and the blood pressure change mechanism may be determined based on the comparison result.

프로세서는 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 결정할 수 있다.The processor may determine the low blood pressure mechanism if the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold.

프로세서는 제1 정규화값이 제4 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제5 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다.The processor may determine the low blood pressure mechanism if the first normalized value is greater than the fourth threshold and the second normalized value is less than the fifth threshold.

프로세서는 제1 특징값 또는 제1 정규화값이 제6 임계치 보다 크면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다.The processor may determine a low blood pressure mechanism if the first characteristic value or the first normalized value is greater than the sixth threshold.

프로세서는 제1 특징값을 제1 기준 특징값으로 나누어 제1 정규화값을 산출하고, 제2 특징값을 제2 기준 특징값으로 나누어 제2 정규화값을 산출할 수 있다.The processor may calculate the first normalization value by dividing the first feature value by the first reference feature value, and calculate the second normalization value by dividing the second feature value by the second reference feature value.

이때, 제1 기준 특징값 또는 제2 기준 특징값은 캘리브레이션 시점에 측정된 생체신호로부터 획득된, 심박출량과 연관된 특징값 또는 총혈관저항과 연관된 특징값일 수 있다.At this time, the first reference feature value or the second reference feature value may be a feature value associated with cardiac output or a feature value associated with total vascular resistance obtained from biosignals measured at the time of calibration.

프로세서는 심박수, 상기 생체신호 파형의 형태, 최대점의 시간 및 진폭, 최소점의 시간 및 진폭, 생체신호를 구성하는 펄스 파형 성분 위치의 시간 및 진폭, 생체신호의 면적 중의 하나 이상을 조합하여 제1 특징값 및 제2 특징값을 획득할 수 있다.The processor combines one or more of the heart rate, the shape of the bio-signal waveform, the time and amplitude of the maximum point, the time and amplitude of the minimum point, the time and amplitude of the pulse waveform component positions constituting the bio-signal, and the area of the bio-signal. 1 feature value and a second feature value can be obtained.

프로세서는 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출하고, 산출된 제1 변화량 및 제2 변화량을 기초로 혈압을 추정할 수 있다.The processor calculates a first change amount compared to the reference time point of the first normalized value obtained by normalizing the first feature value and a second change amount compared to the reference time point of the second normalized value obtained by normalizing the second feature value, and the calculated first change amount and the 2 Blood pressure can be estimated based on the amount of change.

프로세서는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하고, 결합 결과에 혈압 추정식을 적용할 수 있다.If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the processor may combine the first change amount and the second change amount and apply a blood pressure estimation equation to the combined result.

프로세서는 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량 중의 적어도 하나를 조절한 후 결합하고, 결합 결과에 혈압 추정식을 적용할 수 있다.If the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, the processor may adjust at least one of the first change amount and the second change amount and then combine them, and apply a blood pressure estimation equation to the combined result.

프로세서는 제1 변화량을 감쇠시키는 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 조절하거나, 제2 변화량을 증폭시키는 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 조절할 수 있다.The processor may adjust the first change amount using an attenuation coefficient that attenuates the first change amount, or may adjust the second change amount using an amplification coefficient that amplifies the second change amount.

프로세서는 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 정규화값, 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 입력값으로 하는 감쇠계수 산출식 또는 증폭계수 산출식을 이용하여 감쇠계수 또는 증폭계수를 산출할 수 있다.The processor performs at least one of the first feature value, the second feature value, the first normalization value, the second normalization value, the difference between the first feature value and the second feature value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value. The attenuation coefficient or amplification coefficient can be calculated using the attenuation coefficient calculation formula or the amplification coefficient calculation formula using the input value.

감쇠계수 산출식은 감쇠계수가 입력값의 전체 변화 구간의 적어도 일부 구간에서 선형 또는 비선형으로 감소되도록 하는 선형 또는 비선형 함수식일 수 있다.The attenuation coefficient calculation formula may be a linear or non-linear function equation that allows the attenuation coefficient to be linearly or non-linearly reduced in at least some sections of the entire change section of the input value.

증폭계수 산출식은 증폭계수가 입력값의 전체 변화 구간의 적어도 일부 구간에서 선형 또는 비선형으로 증가되도록 하는 선형 또는 비선형 함수식일 수 있다.The amplification coefficient calculation formula may be a linear or non-linear functional formula that allows the amplification coefficient to increase linearly or non-linearly in at least some sections of the entire change section of the input value.

센서부는 피검체에 광을 조사하는 광원 및 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a light source that irradiates light to the subject and a detector that detects light scattered from the subject.

또한, 혈압 추정 장치는 프로세서의 처리 결과를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.Additionally, the blood pressure estimation device may further include an output unit that outputs the processing result of the processor.

일 양상에 따르면, 생체정보 추정 방법은 생체신호를 측정하는 단계, 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값을 획득하는 단계, 제1 특징값 및 제2 특징값 중의 적어도 하나를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하는 단계 및 결정된 혈압 변화 기전에 따라 혈압을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, the biometric information estimation method includes the steps of measuring a biosignal, obtaining a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total peripheral resistance from the biosignal. It may include a step of determining a blood pressure change mechanism based on at least one of the first feature value and the second feature value, and the step of estimating blood pressure according to the determined blood pressure change mechanism.

혈압 변화 기전을 결정하는 단계는 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값, 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다.The step of determining the mechanism of blood pressure change includes: first feature value, second feature value, first normalized value obtained by normalizing the first feature value, second normalized value obtained by normalizing the second feature value, first feature value, and second feature. At least one of the difference between the values and the difference between the first normalized value and the second normalized value may be compared with a preset threshold, and the blood pressure change mechanism may be determined based on the comparison result.

혈압 변화 기전을 결정하는 단계는 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 결정할 수 있다.The step of determining the mechanism of blood pressure change is that if the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold, hypotension It can be determined by mechanism.

혈압 변화 기전을 결정하는 단계는 제1 정규화값이 제4 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제5 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다.In the step of determining the blood pressure change mechanism, if the first normalized value is greater than the fourth threshold and the second normalized value is less than the fifth threshold, it can be determined as a low blood pressure mechanism.

혈압 변화 기전을 결정하는 단계는 제1 특징값 또는 제1 정규화값이 제6 임계치 보다 크면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다.In the step of determining the blood pressure change mechanism, if the first characteristic value or the first normalized value is greater than the sixth threshold, it can be determined as a low blood pressure mechanism.

또한, 혈압 추정 방법은 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the blood pressure estimation method further includes calculating a first change amount of the first normalized value obtained by normalizing the first feature value compared to the reference time point and a second change amount compared to the reference time point of the second normalized value obtained by normalizing the second feature value. can do.

혈압을 추정하는 단계는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하고, 결합 결과에 혈압 추정식을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the step of estimating blood pressure may include combining the first change amount and the second change amount and applying a blood pressure estimation equation to the combined result.

혈압을 추정하는 단계는 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량 중의 적어도 하나를 조절하는 단계 및 조절된 결과를 결합하고, 결합 결과에 혈압 추정식을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating blood pressure may include, if the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, adjusting at least one of the first change amount and the second change amount, combining the adjusted results, and applying a blood pressure estimation equation to the combined result. You can.

조절하는 단계는 제1 변화량을 감쇠시키는 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 조절하거나, 제2 변화량을 증폭시키는 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 조절할 수 있다.In the adjusting step, the first change amount can be adjusted using an attenuation coefficient that attenuates the first change amount, or the second change amount can be adjusted using an amplification coefficient that amplifies the second change amount.

또한, 혈압 추정 방법은 혈압 추정 결과를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, the blood pressure estimation method may further include outputting a blood pressure estimation result.

일 양상에 따르면, 혈압 추정 장치는 생체신호를 측정하는 센서부 및 생체신호로부터 획득된 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값 중의 적어도 하나를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하고, 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면 오프셋 값을 획득하여 상기 제1 특징값, 제2 특징값 및 오프셋 값을 기초로 혈압을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to one aspect, the blood pressure estimating device includes a sensor unit that measures a biosignal, a first feature value associated with cardiac output obtained from the biosignal, and a second feature value associated with total peripheral resistance. It may include a processor that determines a blood pressure change mechanism based on at least one, obtains an offset value if the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, and estimates blood pressure based on the first feature value, the second feature value, and the offset value. there is.

프로세서는 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값, 상기 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다.The processor may include a first feature value, a second feature value, a first normalization value obtained by normalizing the first feature value, a second normalization value obtained by normalizing the second feature value, a difference between the first feature value and the second feature value, At least one of the differences between the first normalized value and the second normalized value may be compared with a preset threshold, and the blood pressure change mechanism may be determined based on the comparison result.

프로세서는 생체신호로부터 획득된 추가 특징값, 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량, 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량 및 맥압의 기준 시점 대비 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 오프셋 값을 획득할 수 있다.The processor sets an offset value based on at least one of the additional feature values obtained from the biosignal, the first change amount of the first normalized value compared to the reference time point, the second change amount of the second normalized value compared to the reference time point, and the change amount of pulse pressure compared to the reference time point. It can be obtained.

프로세서는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전인 경우, 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 상기 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 기초로 혈압을 추정할 수 있다.If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the processor may estimate blood pressure based on the first change amount of the first normalized value compared to the reference time point and the second change amount of the second normalized value compared to the reference time point.

혈압 추정시 혈압 변화 기전을 판단하여 혈압 변화 기전에 따라 적절한 혈압 추정식을 적용함으로써 정확하게 혈압을 추정할 수 있다.When estimating blood pressure, blood pressure can be accurately estimated by determining the mechanism of blood pressure change and applying an appropriate blood pressure estimation formula according to the mechanism of blood pressure change.

도 1a 및 도 1b는 실시예들에 따른 혈압 추정 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 프로세서의 블록도이다.
도 3a 내지 도 3e는 혈압 추정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 흐름도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
도 7은 스마트 기기를 도시한 것이다.
1A and 1B are block diagrams of blood pressure estimation devices according to embodiments.
Figures 2A and 2B are block diagrams of the processors of Figures 1A and 1B.
3A to 3E are diagrams for explaining blood pressure estimation.
Figure 4 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to an embodiment.
Figure 5 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to another embodiment.
Figures 6a and 6b show wearable devices.
Figure 7 shows a smart device.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. The advantages and features of the described technology and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “… unit” and “module” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software.

이하, 혈압 추정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the blood pressure estimation device and method will be described in detail with reference to the drawings.

도 1a 및 도 1b는 실시예들에 따른 혈압 추정 장치의 블록도이다. 본 실시예의 혈압 추정 장치(100a,100b)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 단말 또는 피검체에 착용될 수 있는 형태의 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 이때, 웨어러블 기기는 손목 시계형, 팔찌형, 손목 밴드형, 반지형, 안경형, 또는 헤어밴드형 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 의료기관에서 생체정보 측정 및 분석에 활용하기 위한 목적으로 제작되는 의료기기에 탑재되는 것도 가능하다. 1A and 1B are block diagrams of blood pressure estimation devices according to embodiments. The blood pressure estimation devices 100a and 100b of this embodiment may be mounted on terminals such as smartphones, tablet PCs, desktop PCs, and laptop PCs, or on wearable devices that can be worn on the subject. At this time, the wearable device may be implemented as a wrist watch type, bracelet type, wrist band type, ring type, glasses type, or hair band type, but is not limited thereto. It is also possible to be installed in medical devices manufactured for the purpose of measuring and analyzing biometric information in other medical institutions.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 혈압 추정 장치(100a,100b)는 센서부(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.Referring to FIGS. 1A and 1B , blood pressure estimating devices 100a and 100b include a sensor unit 110 and a processor 120.

센서부(110)는 피검체로부터 생체신호를 측정할 수 있다. 이때, 생체신호는 광전용적 맥파(Photoplethysmogram, PPG)를 포함한 맥파신호일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등 복수 개의 파형 성분들의 합으로 모델링이 가능한 각종 생체신호를 포함할 수 있다. 이때, 피검체는 센서부(110)와 접촉하거나 인접하는 생체 영역으로 맥파 측정이 용이한 인체의 부위일 수 있다. 예를 들어, 요골 동맥에 인접한 손목 피부 영역, 모세혈이나 정맥혈이 지나가는 인체 피부 영역을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 기타 인체 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락 등 인체의 말초 부위일 수도 있다.The sensor unit 110 can measure biosignals from the subject. At this time, the biological signal may be a pulse wave signal including a photoplethysmogram (PPG). However, it is not limited to this and may include various biological signals that can be modeled as the sum of a plurality of waveform components, such as electrocardiography (ECG), photoplethysmogram (PPG), and electromyography (EMG) signals. At this time, the subject is a biological area that is in contact with or adjacent to the sensor unit 110 and may be a part of the human body where pulse waves can be easily measured. For example, it may include an area of skin on the wrist adjacent to the radial artery, or an area of human skin through which capillary or venous blood passes. However, it is not limited to this and may be other peripheral parts of the human body, such as fingers and toes, which are areas with high blood vessel density within the human body.

센서부(110)는 광원 및 디텍터를 포함할 수 있다. 광원은 피검체에 광을 조사하고, 디텍터는 피검체로부터 산란 또는 반사되는 광을 검출할 수 있다. 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함ㅎ할 수 있으며 하나 또는 둘 이상의 어레이로 형성될 수 있다. 디텍터는 하나 이상의 픽셀을 포함하며, 각 픽셀은 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transister) 및 이미지 센서 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The sensor unit 110 may include a light source and a detector. The light source irradiates light to the subject, and the detector can detect light scattered or reflected from the subject. The light source may include a light emitting diode (LED), a laser diode, a phosphor, etc., and may be formed as one or two or more arrays. The detector includes one or more pixels, and each pixel may include, but is not limited to, a photo diode, a photo transistor, and an image sensor that detects light and converts it into an electrical signal.

프로세서(120)는 센서부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 혈압 추정 요청에 따라 센서부(110)를 제어하고, 센서부(110)로부터 생체신호를 수신할 수 있다. 혈압 추정 요청은 사용자로부터 입력되거나 미리 설정된 주기를 만족하는 경우 발생할 수 있다. 프로세서(120)는 센서부(110)로부터 전기적인 생체신호가 수신되면 노이즈를 제거하기 위한 필터링, 생체신호의 증폭 또는 디지털 신호로의 변환 등의 전처리를 할 수 있다.The processor 120 may be electrically connected to the sensor unit 110. The processor 120 may control the sensor unit 110 according to a blood pressure estimation request and receive bio-signals from the sensor unit 110. A blood pressure estimation request may be input from the user or may occur when a preset cycle is satisfied. When an electrical bio-signal is received from the sensor unit 110, the processor 120 may perform pre-processing such as filtering to remove noise, amplification of the bio-signal, or conversion to a digital signal.

프로세서(120)는 센서부(110)로부터 수신된 생체신호를 기초로 혈압을 추정할 수 있다. 프로세서(120)는 생체신호의 파형을 분석하여 혈압 변화 기전을 결정하고, 결정된 혈압 변화 기전에 따라 적응적으로 혈압 추정식을 다르게 적용하여 혈압을 추정할 수 있다. 이때, 혈압 변화 기전은 일반적인 혈압 변화 기전과 저혈압 기전을 포함할 수 있다. 여기서 일반적인 혈압 변화 기전은 심박출량의 상승에 따라 일반적으로 혈압이 증가하는 상황을 의미할 수 있다. 저혈압 기전은 고강도 유산소 운동을 수행한 경우와 같이 심박출량이 상승함에도 혈압이 증가하지 않고 저혈압이 발생하는 상황을 의미할 수 있다.The processor 120 may estimate blood pressure based on the biosignal received from the sensor unit 110. The processor 120 may determine the mechanism of blood pressure change by analyzing the waveform of the biosignal, and estimate blood pressure by adaptively applying a different blood pressure estimation equation according to the determined mechanism of blood pressure change. At this time, the blood pressure change mechanism may include a general blood pressure change mechanism and a low blood pressure mechanism. Here, the general blood pressure change mechanism may mean a situation in which blood pressure generally increases as cardiac output increases. The hypotension mechanism may refer to a situation in which blood pressure does not increase and low blood pressure occurs even though cardiac output increases, such as when performing high-intensity aerobic exercise.

예를 들어, 프로세서(120)는 생체신호로부터 심박출량(cardiac output, CO) 및/또는 총혈관저항(total peripheral resistance, TPR)과 연관된 특징값을 획득하고, 획득된 특징값들을 이용하여 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다. 여기서 심박출량과 연관된 특징값은 안정상태 대비 총혈관저항은 큰 변화가 없지만 심박출량은 상대적으로 크게 증가/감소할 때 이와 비례하여 증가/감소하는 경향을 보이는 특징값일 수 있다. 마찬가지로, 총혈관저항과 연관된 특징값은 안정상태 대비 심박출량은 큰 변화가 없지만 총혈관저항은 상대적으로 크게 증가/감소할 때 비례하여 증가/감소하는 경향을 보이는 특징값일 수 있다. 프로세서(120)는 획득된 특징값 또는 그 특징값을 기초로 산출되는 값들을 미리 설정된 임계치와 비교하여, 혈압을 추정하고자 하는 현재 시점의 혈압 변화 기전이 일반적인 혈압 변화 기전인지 저혈압 기전인지를 결정할 수 있다. For example, the processor 120 acquires feature values related to cardiac output (CO) and/or total peripheral resistance (TPR) from biosignals, and changes blood pressure using the obtained feature values. The mechanism can be determined. Here, the characteristic value related to cardiac output may be a characteristic value that shows a tendency to increase/decrease proportionally when there is no significant change in total vascular resistance compared to the resting state, but when cardiac output increases/decreases relatively significantly. Likewise, the characteristic value related to total vascular resistance may be a characteristic value that shows a tendency to increase/decrease proportionally when there is no significant change in cardiac output compared to the resting state, but when total vascular resistance increases/decreases relatively significantly. The processor 120 may determine whether the blood pressure change mechanism at the current time for which blood pressure is to be estimated is a general blood pressure change mechanism or a low blood pressure mechanism by comparing the acquired feature values or values calculated based on the feature values with a preset threshold. there is.

도 1b를 참조하면, 혈압 추정 장치(100b)는 출력부(130), 저장부(140) 및 통신부(150)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1B, the blood pressure estimating device 100b may further include an output unit 130, a storage unit 140, and a communication unit 150.

출력부(130)는 센서부(110) 및 프로세서(120)에 의해 처리된 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(130)는 혈압 추정값을 디스플레이 모듈을 통해 시각적으로 출력할 수 있다. 또는, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 출력할 수 있다. 출력부(130)는 설정에 따라 디스플레이의 영역을 둘 이상으로 분리하고 제1 영역에 혈압 추정에 이용된 생체신호 그래프, 혈압 추정 결과 등을 출력할 수 있으며, 제2 영역에 혈압 추정 이력을 그래프 등의 형태로 출력할 수 있다. 이때, 혈압 추정값이 정상 범위를 벗어나는 경우, 빨간 색 등을 사용하여 강조, 정상 범위를 함께 표시, 음성 경고 메시지 출력, 진동 강도 조절 등의 다양한 방식으로 경고 정보를 함께 출력할 수 있다. The output unit 130 may output results processed by the sensor unit 110 and the processor 120. For example, the output unit 130 may visually output the blood pressure estimate through a display module. Alternatively, it can be output in a non-visual way, such as voice, vibration, or tactile sensation, through a speaker module or haptic module. The output unit 130 can divide the display area into two or more areas according to settings and output a graph of biosignals used for blood pressure estimation, blood pressure estimation results, etc. in the first area, and a graph of the blood pressure estimation history in the second area. It can be output in the following format. At this time, if the estimated blood pressure value is outside the normal range, warning information can be output in various ways, such as highlighting it using red, displaying the normal range together, outputting a voice warning message, and adjusting the vibration intensity.

저장부(140)는 센서부(110) 및 프로세서(120)의 처리 결과를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(140)는 혈압 추정에 필요한 다양한 기준 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등과 같은 사용자 특성 정보를 포함할 수 있다. 또한, 기준 정보는 기준 혈압, 혈압 추정 모델, 혈압 추정 주기, 감쇠계수 산출식, 증폭계수 산출식, 혈압 변화 기전을 결정하기 위한 다양한 임계치, 혈압 변화 기전 결정 기준, 저혈압 기전시 혈압 추정 방법 등의 정보를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.The storage unit 140 may store the processing results of the sensor unit 110 and the processor 120. Additionally, the storage unit 140 may store various reference information necessary for estimating blood pressure. For example, the reference information may include user characteristic information such as the user's age, gender, health status, etc. In addition, the standard information includes reference blood pressure, blood pressure estimation model, blood pressure estimation cycle, attenuation coefficient calculation formula, amplification coefficient calculation formula, various thresholds for determining blood pressure change mechanism, criteria for determining blood pressure change mechanism, blood pressure estimation method in case of hypotension mechanism, etc. May contain information. However, it is not limited to this.

이때, 저장부(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the storage unit 140 is a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, or card type memory (for example, SD or XD memory). etc.), RAM (Random Access Memory: RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory: ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic It includes, but is not limited to, storage media such as memory, magnetic disk, and optical disk.

통신부(150)는 프로세서(120)의 제어에 따라 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기(170)와 통신 연결하고 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(150)는 혈압 추정 결과를 외부 기기(170)에 전송할 수 있으며, 외부 기기(170)로부터 혈압 추정에 필요한 각종 기준 정보를 수신할 수 있다. 이때, 외부 기기는 커프형 혈압 측정 기기, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC 및 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다.The communication unit 150 can communicate with the external device 170 and transmit and receive various data using wired and wireless communication technology under the control of the processor 120. For example, the communication unit 150 can transmit the blood pressure estimation result to the external device 170 and receive various standard information necessary for blood pressure estimation from the external device 170. At this time, the external device may include information processing devices such as a cuff-type blood pressure measuring device, a smartphone, a tablet PC, a desktop PC, and a laptop PC.

이때, 통신 기술은 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, communication technologies include Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, Near Field Communication (NFC), WLAN communication, Zigbee communication, Infrared Data Association (IrDA) communication, and WFD. (Wi-Fi Direct) communication, UWB (ultra-wideband) communication, Ant+ communication, WIFI communication, RFID (Radio Frequency Identification) communication, 3G communication, 4G communication, and 5G communication. However, it is not limited to this.

도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 실시예들에 따른 프로세서의 블록도이다. 도 3a 내지 도 3e는 수축기 혈압 및 이완기 혈압 추정을 위한 특징 추출을 설명하기 위한 도면이다.2A and 2B are block diagrams of processors according to the embodiments of FIGS. 1A and 1B. 3A to 3E are diagrams for explaining feature extraction for estimating systolic blood pressure and diastolic blood pressure.

도 2a를 참조하면, 프로세서(200a)는 특징 획득부(210), 혈압 변화 기전 결정부(220), 혈압 추정부(230) 및 특징 조절부(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2A , the processor 200a may include a feature acquisition unit 210, a blood pressure change mechanism determination unit 220, a blood pressure estimation unit 230, and a feature control unit 240.

일반적으로 인체의 심박출량이 증가하거나 총혈관 저항이 증가하는 경우 혈압이 상승하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 생체신호로부터 획득되는 심박출량과 연관된 특징값과 총혈관저항과 연관된 특징값을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 도 3a을 참조하면, 일반적인 혈압 변화 기전(GBP)에서는 심박출량이 상승하게 되면 실제 혈압은 증가한다. 이에 반해, 운동을 한 후의 혈압 변화 상황에서는 심박출량이 상승함에도 실제 혈압은 감소하는 저혈압 기전(LBP)이 작동하게 된다. 본 실시예에서는 이와 같은 다양한 혈압 변화 상황을 고려하여 혈압을 추정함으로써 실제 작동하는 혈압 변화 기전에 따른 정확한 혈압 추정이 가능하다. It is generally known that blood pressure increases when the human body's cardiac output increases or total vascular resistance increases. Therefore, blood pressure can be estimated using feature values related to cardiac output and total vascular resistance obtained from biosignals. Referring to FIG. 3A, in the general blood pressure change mechanism (GBP), when cardiac output increases, actual blood pressure increases. On the other hand, in situations where blood pressure changes after exercise, the low blood pressure mechanism (LBP) operates, in which actual blood pressure decreases even though cardiac output increases. In this embodiment, by estimating blood pressure by considering these various blood pressure change situations, accurate blood pressure estimation according to the actually operating blood pressure change mechanism is possible.

특징 획득부(210)는 센서부(110)로부터 수신된 생체신호를 분석하여 특징값을 획득할 수 있다. 이때, 특징값은 심박출량과 연관된 제1 특징값과 총혈관저항과 연관된 제2 특징값을 포함할 수 있다. The feature acquisition unit 210 may acquire feature values by analyzing bio-signals received from the sensor unit 110. At this time, the feature value may include a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total vascular resistance.

예를 들어, 특징 획득부(210)는 생체신호로부터 파형의 형태, 최대점의 시간 및 진폭, 최소점의 시간 및 진폭, 생체신호를 구성하는 펄스 파형 성분 위치의 시간 및 진폭, 생체신호의 하나 이상의 구간의 면적 중의 하나 또는 둘 이상을 조합하여 제1 특징값 및 제2 특징값을 획득할 수 있다. 이때, 덧셈, 뺄셈, 나눗셈, 곱셈, 로그값 및 이들의 조합과 같이 다양한 방식으로 조합할 수 있으며 특별히 어느 하나로 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 특징값은 심박수(Heart Rate, HR)를 사용할 수 있으며, 제2 특징값은 전체 생체신호를 구성하는 각 펄스 파형 성분들 간의 진폭의 비를 사용할 수 있다. 다만, 이러한 예들에 제한되는 것은 아니다. 이때, 특징 획득부(210)는 생체신호를 구성하는 펄스 파형 성분 위치를 구하기 위해 생체신호를 2차 미분하고, 2차 미분신호의 극소점 및/또는 극대점을 탐색하여 극소점 및/또는 극대점 위치를 펄스 파형 성분 위치로 결정할 수 있다.For example, the feature acquisition unit 210 may obtain the shape of the waveform from the biosignal, the time and amplitude of the maximum point, the time and amplitude of the minimum point, the time and amplitude of the position of the pulse waveform component constituting the biosignal, and one of the biosignals. The first feature value and the second feature value can be obtained by combining one or two or more of the areas of the above sections. At this time, it can be combined in various ways, such as addition, subtraction, division, multiplication, logarithmic values, and combinations thereof, and is not limited to any one in particular. For example, the first feature value may be heart rate (HR), and the second feature value may be the amplitude ratio between each pulse waveform component that constitutes the entire biosignal. However, it is not limited to these examples. At this time, the feature acquisition unit 210 secondly differentiates the biological signal to obtain the positions of the pulse waveform components constituting the biological signal, searches for the minimum point and/or maximum point of the second differential signal, and determines the minimum point and/or maximum point location. can be determined as the pulse waveform component position.

혈압 변화 기전 결정부(220)는 제1 특징값 및/또는 제2 특징값을 이용하여 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다. 일 예로, 혈압 변화 기전 결정부(220)는 제1 특징값, 제2 특징값 및 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다. 다른 예로, 제1 특징값 및 제2 특징값을 정규화하여 각각 제1 정규화값 및 제2 정규화값을 획득하고, 획득된 제 정규화값, 제2 정규화값 및 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 임계치와 비교할 수도 있다. 그 밖의 다양한 변형이 가능하다. 이때, 제1 정규화값 및 제2 정규화값은 제1 특징값 및 제2 특징값을 캘리브레이션 시점의 제1 기준 특징값 및 제2 기준 특징값으로 나누어 획득할 수 있다.The blood pressure change mechanism determination unit 220 may determine the blood pressure change mechanism using the first characteristic value and/or the second characteristic value. As an example, the blood pressure change mechanism determination unit 220 compares at least one of the first feature value, the second feature value, and the difference between the first feature value and the second feature value with a preset threshold and changes the blood pressure based on the comparison result. The mechanism can be determined. As another example, the first feature value and the second feature value are normalized to obtain a first normalization value and a second normalization value, respectively, and the obtained first normalization value, the second normalization value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value are obtained. At least one of the differences may be compared to a threshold. Various other modifications are possible. At this time, the first normalization value and the second normalization value can be obtained by dividing the first feature value and the second feature value by the first reference feature value and the second reference feature value at the time of calibration.

예를 들어, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치보다 작으면 저혈압 기전으로 판단하고, 그렇지 않으면 일반적 혈압 변화 기전으로 판단할 수 있다. 또는, 제1 정규화값이 제4 임계치보다 크고 제2 정규화값이 제5 임계치보다 작으면 저혈압 기전으로 판단하고 그렇지 않으면 일반적 혈압 변화 기전으로 판단할 수 있다. 또는, 제1 특징값 또는 제1 정규화값이 미리 설정된 제6 임계치 보다 큰 경우 저혈압 기전이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 이러한 결정예에 한정되는 것이 아니며, 사용자 특성, 적용되는 기기의 컴퓨팅 성능 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 각 임계치는 전처리 과정을 통해 적절히 설정되는 값으로 사용자별 개인화된 값 또는 소정 그룹별로 설정된 값일 수 있다. 또한, 각 기기에서 획득되는 생체신호 분포 특성을 고려하여 각 기기에 맞게 미리 설정될 수도 있다. For example, if the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold, it is determined to be a hypotension mechanism. , Otherwise, it can be judged as a general mechanism of blood pressure change. Alternatively, if the first normalized value is greater than the fourth threshold and the second normalized value is less than the fifth threshold, it can be determined as a low blood pressure mechanism, and otherwise, it can be determined as a general blood pressure change mechanism. Alternatively, if the first characteristic value or the first normalized value is greater than the preset sixth threshold, it may be determined that a hypotension mechanism has occurred. However, it is not limited to this decision example, and may be modified in various ways depending on user characteristics, computing performance of the applied device, etc. Additionally, each threshold is a value that is appropriately set through a preprocessing process and may be a personalized value for each user or a value set for each group. Additionally, it may be preset to suit each device, taking into account the bio-signal distribution characteristics obtained from each device.

혈압 추정부(230)는 결정된 혈압 변화 기전에 따라 혈압을 추정할 수 있다. 혈압 추정부(230)는 혈압 추정을 위해 제1 정규화값에 대한 기준 시점 예컨대 캘리브레이션 시점 대비 제1 변화량을 산출하고, 제2 정규화값에 대한 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출할 수 있다. 아래의 수학식 1은 제1 변화량 및 제2 변화량 산출의 예를 든 것이다.The blood pressure estimation unit 230 may estimate blood pressure according to the determined blood pressure change mechanism. For blood pressure estimation, the blood pressure estimation unit 230 may calculate a first change amount compared to a reference time point, such as a calibration time point, for the first normalized value, and calculate a second change amount compared to the reference time point for the second normalized value. Equation 1 below gives an example of calculating the first change amount and the second change amount.

Figure 112018100817516-pat00001
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Figure 112018100817516-pat00002
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여기서, Δf1은 제1 변화량, f1cur는 제1 특징값, f1cal는 제1 기준 특징값, Δf2는 제2 변화량, f2cur 제2 특징값, f2cal는 제2 기준 특징값을 의미한다. Here, Δf 1 is the first change amount, f 1cur is the first feature value, f 1cal is the first reference feature value, Δf 2 is the second change amount, and f 2cur is The second feature value, f 2cal , means the second reference feature value.

혈압 추정부(230)는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적인 혈압 변화 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하고 결합 결과에 혈압 추정식을 적용하여 혈압을 추정할 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 2와 같은 혈압 추정식을 적용할 수 있다. 수학식 2의 혈압 추정식은 선형 함수식으로 되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the blood pressure estimation unit 230 may estimate blood pressure by combining the first change amount and the second change amount and applying a blood pressure estimation equation to the combined result. For example, a blood pressure estimation equation such as Equation 2 below can be applied. The blood pressure estimation equation in Equation 2 is a linear function, but is not limited thereto.

여기서, BP는 추정 혈압을 의미하고, Δf1은 제1 변화량, Δf2는 제2 변화량을 의미한다. 또한, A 및 B는 미리 정의되는 값으로 A는 제1 변화량과 제2 변화량을 결합한 값을 스케일하기 위한 스케일 요소(scale factor)이고, B는 캘리브레이션 시점의 기준 혈압으로서, 예컨대 커프 혈압 기기 등을 이용하여 측정된 실제 혈압일 수 있다. Here, BP means estimated blood pressure, Δf 1 means the first change amount, and Δf 2 means the second change amount. In addition, A and B are predefined values, where A is a scale factor for scaling the value combining the first change amount and the second change amount, and B is the reference blood pressure at the time of calibration, for example, a cuff blood pressure device, etc. It may be actual blood pressure measured using .

혈압 추정부(230)는 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면 특징 조절부(240)를 통해 제1 변화량 및/또는 제2 변화량을 조절하도록 하고, 조절된 제1 변화량 및/또는 제2 변화량을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다.If the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, the blood pressure estimation unit 230 adjusts the first change amount and/or the second change amount through the feature control unit 240, and uses the adjusted first change amount and/or the second change amount. This allows you to estimate blood pressure.

특징 조절부(240)는 제1 변화량을 감쇠시키는 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 감쇠시킬 수 있다. 또한, 제2 변화량을 증폭시키는 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 증폭시킬 수 있다. 이때, 제1 변화량의 감쇠와 제2 변화량의 증폭은 설정에 따라 모두 수행되거나 어느 하나만 수행될 수도 있다. 즉, 감쇠계수를 이용하여 심박출량과 연관된 제1 변화량의 폭을 감소시키고, 증폭계수를 이용하여 총혈관저항과 연관된 제2 변화량의 폭을 증가시킴으로써 추정되는 혈압이 저혈압 기전에 맞게 감소되도록 할 수 있다.The feature control unit 240 may attenuate the first amount of change using an attenuation coefficient that attenuates the first amount of change. Additionally, the second change amount can be amplified using an amplification coefficient that amplifies the second change amount. At this time, both the attenuation of the first change amount and the amplification of the second change amount may be performed depending on the setting, or only one of them may be performed. In other words, the estimated blood pressure can be reduced in accordance with the hypotension mechanism by reducing the width of the first change associated with cardiac output using the attenuation coefficient and increasing the width of the second change associated with total vascular resistance using the amplification coefficient. there is.

예를 들어, 특징 조절부(240)는 감쇠계수 산출식을 이용하여 감쇠계수를 산출할 수 있다. 또한, 증폭계수 산출식을 이용하여 증폭계수를 산출할 수 있다. 이때, 감쇠계수 산출식 및 증폭계수 산출식은 미리 정의되며 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 정규화값, 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 및 심박수 중의 적어도 하나를 입력으로 하는 선형 또는 비선형 함수식일 수 있다. For example, the feature control unit 240 may calculate the attenuation coefficient using the attenuation coefficient calculation formula. Additionally, the amplification coefficient can be calculated using the amplification coefficient calculation formula. At this time, the attenuation coefficient calculation formula and the amplification coefficient calculation formula are predefined and include the first characteristic value, the second characteristic value, the first normalized value, the second normalized value, the difference between the first characteristic value and the second characteristic value, and the first normalized value. It may be a linear or non-linear function that takes as input at least one of the difference between and the second normalized value and the heart rate.

도 3b 및 도 3c를 참조하면 감쇠계수 산출식은 입력값의 전체 변화 구간 중의 적어도 일부의 구간에서 감쇠계수가 선형 또는 비선형으로 감소하도록 정의될 수 있다. 일 예로 도 3b를 참조하면 감쇠계수 산출식은 X축의 0부터 a1 구간에서는 제1 변화량이 변화하지 않도록 감쇠계수(y1)를 1로 설정하고, a1부터 a2까지는 선형으로 감소하도록 선형 함수식으로 설정하며, a2부터는 더 이상 감소되지 않도록 a3로 고정할 수 있다. 다른 예로, 도 3c를 참조하면 감쇠계수 산출식은 X축의 0부터 u1 구간에서는 제1 변화량이 감소되지 않도록 감쇠계수(y1)를 1로 설정하고, u1부터 u3까지는 제1 변화량이 비선형으로 감소하되 u1, u2 및 u3에서 각각 감쇠계수(y1)가 1, u4 및 u5를 갖도록 비선형 함수식으로 정의하고, u3부터는 더 이상 감소되지 않도록 감쇠계수(y1)를 u5로 고정할 수 있다.Referring to FIGS. 3B and 3C, the attenuation coefficient calculation formula may be defined so that the attenuation coefficient decreases linearly or non-linearly in at least some sections of the entire change section of the input value. As an example, referring to FIG. 3b, the attenuation coefficient calculation formula is a linear function equation to set the attenuation coefficient (y 1 ) to 1 so that the first change amount does not change in the section from 0 to a 1 on the X-axis, and to decrease linearly from a 1 to a 2 It is set to , and from a2 onwards, it can be fixed to a3 so that it does not decrease further. As another example, referring to Figure 3c, the attenuation coefficient calculation formula sets the attenuation coefficient (y 1 ) to 1 so that the first change amount does not decrease in the section from 0 to u 1 on the X-axis, and from u 1 to u 3 the first change amount is nonlinear. but is defined as a non-linear functional formula so that the attenuation coefficient (y 1 ) is 1, u 4 , and u 5 at u 1 , u 2 , and u 3 , respectively, and the attenuation coefficient (y 1 ) is set so that it does not decrease further from u 3 onwards. It can be fixed as u 5 .

마찬가지로, 도 3d 및 도 3e를 참조하면 증폭계수 산출식은 입력값의 전체 변화 구간(X축) 중의 적어도 일부의 구간에서 증폭계수가 선형 또는 비선형으로 증가하도록 선형 함수식 또는 비선형 함수식으로 정의될 수 있다. 즉, 도 3d와 같이 X축의 0부터 a1 구간에서는 제2 변화량이 변화하지 않도록 증폭계수(y2)를 1로 설정하고, a1부터 a2까지는 제2 변화량이 선형으로 증가하도록 선형 함수식으로 정의하며, a2부터는 더 이상 증가하지 않도록 a3로 고정할 수 있다. 또한, 도 3e와 같이, 증폭계수 산출식은 0부터 u1 구간에서는 제2 변화량이 변화하지 않도록 증폭계수(y2)를 1로 설정하고, u1부터 u3까지는 비선형으로 증가하되, u1, u2 및 u3에서 각각 증폭계수(y2)가 1, u4 및 u5를 갖도록 비선형 함수식으로 정의하고, u3부터는 더 이상 증가하지 않도록 u5로 고정할 수 있다.Likewise, referring to FIGS. 3D and 3E, the amplification coefficient calculation formula may be defined as a linear function or a non-linear function so that the amplification coefficient increases linearly or non-linearly in at least some sections of the entire change section (X-axis) of the input value. That is, as shown in Figure 3d, the amplification coefficient (y 2 ) is set to 1 so that the second change amount does not change in the section from 0 to a 1 on the It is defined and can be fixed to a 3 so that it no longer increases from a2. In addition, as shown in Figure 3e, the amplification coefficient calculation formula sets the amplification coefficient (y 2 ) to 1 so that the second change amount does not change in the section from 0 to u 1 , and increases non-linearly from u 1 to u 3 , but u 1 , In u 2 and u 3 , the amplification coefficient (y 2 ) is defined as a non-linear function to have 1, u 4 , and u 5 , respectively, and can be fixed to u 5 so that it does not increase further from u 3 onwards.

혈압 추정부(230)는 특징 조절부((240)에 의해 제1 변화량 및/또는 제2 변화량이 조절되면 아래의 수학식 3과 같은 혈압 추정식을 적용하여 혈압을 추정할 수 있다.When the first change amount and/or the second change amount are adjusted by the feature control unit 240, the blood pressure estimation unit 230 can estimate blood pressure by applying a blood pressure estimation equation such as Equation 3 below.

여기서, BP는 추정 혈압을 의미하고, Δf1은 제1 변화량, Δf2는 제2 변화량을 의미한다. 또한, A 및 B는 미리 정의되는 값으로 A는 제1 변화량과 제2 변화량을 결합한 값을 스케일하기 위한 스케일 요소(scale factor)이고, B는 캘리브레이션 시점의 기준 혈압으로서, 예컨대 커프 혈압 기기 등을 이용하여 측정된 실제 혈압일 수 있다. y1 및 y2는 특징 조절부(240)에 의해 산출된 감쇠계수 및 증폭계수를 의미한다. Here, BP means estimated blood pressure, Δf 1 means the first change amount, and Δf 2 means the second change amount. In addition, A and B are predefined values, where A is a scale factor for scaling the value combining the first change amount and the second change amount, and B is the reference blood pressure at the time of calibration, for example, a cuff blood pressure device, etc. It may be actual blood pressure measured using . y 1 and y 2 refer to the attenuation coefficient and amplification coefficient calculated by the feature control unit 240.

한편, 도 2b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 프로세서(200b)는 특징 조절부(240) 대신 오프셋 획득부(250)를 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 2B, the processor 200b according to another embodiment may include an offset acquisition unit 250 instead of the feature adjustment unit 240.

본 실시예에 따르면, 혈압 추정부(230)는 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면 오프셋 획득부(250)에 혈압 추정에 추가적으로 반영할 오프셋 값을 획득하도록 요청할 수 있다. 이때, 오프셋은 저혈압 기전에서 수학식 1과 같은 혈압 추정식을 이용하여 혈압을 추정한 경우 발생하는 추정 혈압과 실제 혈압 사이의 오차를 보정해 주기 위한 값일 수 있다.According to this embodiment, if the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, the blood pressure estimation unit 230 may request the offset acquisition unit 250 to obtain an offset value to be additionally reflected in the blood pressure estimation. At this time, the offset may be a value for correcting the error between the estimated blood pressure and the actual blood pressure that occurs when the blood pressure is estimated using a blood pressure estimation equation such as Equation 1 in the hypotension mechanism.

오프셋 획득부(250)는 생체신호로부터 획득된 추가 특징값, 제1 변화량, 제2 변화량 및, 맥압의 기준 시점 대비 변화량 등을 이용하여 오프셋 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 변화량과 제2 변화량을 곱하여 제3 변화량을 획득하고, 제3 변화량을 이용하여 오프셋 값을 획득할 수 있다. 또는 측정된 생체신호의 PTT(Pulse Transit Time), HRV(Heart rate variation) 분석 등을 통해 획득된 심박수(Heart Rate, HR) 등을 맥압과 관련된 특징값으로 이용할 수 있다. 예컨대, 맥압과 관련된 특징값을 캘리브레이션 시점의 맥압과 관련된 특징값으로 정규화하여, 캘리브레이션 시점 대비 제4 변화량을 산출하고, 산출된 제4 변화량을 이용하여 오프셋 값을 획득할 수 있다. 다만, 이러한 예시들에 제한되는 것은 아니며, 저혈압 기전에서 실제 혈압의 변화를 반영할 수 있는 다양한 값들을 오프셋 값으로 획득할 수 있다. The offset acquisition unit 250 may acquire an offset value using additional feature values obtained from bio-signals, the first change amount, the second change amount, and the change amount of pulse pressure compared to the reference point. For example, a third change amount can be obtained by multiplying the first change amount and the second change amount, and an offset value can be obtained using the third change amount. Alternatively, heart rate (HR) obtained through PTT (Pulse Transit Time) and HRV (Heart rate variation) analysis of measured biosignals can be used as a feature value related to pulse pressure. For example, a characteristic value related to pulse pressure may be normalized to a characteristic value related to pulse pressure at the time of calibration, a fourth change amount compared to the time of calibration may be calculated, and an offset value may be obtained using the calculated fourth change amount. However, it is not limited to these examples, and various values that can reflect actual changes in blood pressure can be obtained as offset values in the hypotension mechanism.

오프셋 획득부(250)는 제3 변화량 또는 제4 변화량을 그대로 오프셋 값으로 획득할 수 있다. 또는 미리 정의된 오프셋 추정 모델이 있는 경우 제3 변화량 또는 제4 변화량을 오프셋 추정 모델에 입력하고, 오프셋 추정 모델에서 출력된 값을 오프셋 값으로 획득할 수 있다. 이때, 오프셋 추정 모델은 혈압 추정 장치의 컴퓨팅 성능, 장치에 탑재된 생체신호 측정 센서의 종류, 사용자의 특성 등의 다양한 측정 조건을 고려하여 미리 정의될 수 있다.The offset acquisition unit 250 may obtain the third change amount or the fourth change amount as an offset value. Alternatively, if there is a predefined offset estimation model, the third or fourth change amount can be input into the offset estimation model, and the value output from the offset estimation model can be obtained as the offset value. At this time, the offset estimation model can be predefined in consideration of various measurement conditions, such as the computing performance of the blood pressure estimation device, the type of biosignal measurement sensor mounted on the device, and the user's characteristics.

혈압 추정부(230)는 오프셋 획득부(250)에 의해 저혈압 기전이 작동하는 혈아 변화 상황을 반영할 수 있는 오프셋 값이 획득되면 아래의 수학식 4와 같은 혈압 추정식을 적용하여 혈압을 추정할 수 있다.When an offset value that can reflect the blood pressure change situation in which the low blood pressure mechanism operates is obtained by the offset acquisition unit 250, the blood pressure estimation unit 230 estimates blood pressure by applying a blood pressure estimation equation such as Equation 4 below. You can.

여기서, BP는 추정 혈압을 의미하고, Δf1은 제1 변화량, Δf2는 제2 변화량을 의미한다. 또한, A 및 B는 미리 정의되는 값으로 A는 제1 변화량과 제2 변화량을 결합한 값을 스케일하기 위한 스케일 요소(scale factor)이고, B는 캘리브레이션 시점의 기준 혈압으로서, 예컨대 커프 혈압 기기 등을 이용하여 측정된 실제 혈압일 수 있다. Offset은 오프셋 획득부(250)에 의해 획득된 오프셋 값일 수 있다.Here, BP means estimated blood pressure, Δf 1 means the first change amount, and Δf 2 means the second change amount. In addition, A and B are predefined values, where A is a scale factor for scaling the value combining the first change amount and the second change amount, and B is the reference blood pressure at the time of calibration, for example, a cuff blood pressure device, etc. It may be actual blood pressure measured using . Offset may be an offset value obtained by the offset acquisition unit 250.

다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면 혈압 추정부(230)는 위 수학식 2 내지 4의 혈압 추정식을 이용하여 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 독립적으로 추정할 수 있다. 이를 위해, 수학식 2 내지 4의 A는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압별로 적절한 값으로 설정될 수 있다. 또는 수학식 2 내지 4에서 각 변화량에 혈압의 종류에 따라 적절한 가중치를 부여한 후 결합함으로써 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 독립적으로 추정할 수 있다.Referring again to FIGS. 2A and 2B, the blood pressure estimator 230 can independently estimate the average blood pressure, diastolic blood pressure, and systolic blood pressure using the blood pressure estimation equations of Equations 2 to 4 above. For this purpose, A in Equations 2 to 4 can be set to an appropriate value for each average blood pressure, diastolic blood pressure, and systolic blood pressure. Alternatively, the average blood pressure, diastolic blood pressure, and systolic blood pressure can be independently estimated by applying appropriate weights to each change in Equations 2 to 4 according to the type of blood pressure and then combining them.

또는, 혈압 추정부(230)는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 순차적으로 추정할 수 있다. 예를 들어, 혈압 추정부(230)는 먼저 위 수학식 2 내지 4를 이용하여 평균 혈압을 추정하고, 아래의 수학식 5 및 6과 같이 추정된 평균 혈압과 맥압을 이용하여 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 추정할 수 있다. Alternatively, the blood pressure estimation unit 230 may sequentially estimate the average blood pressure, diastolic blood pressure, and systolic blood pressure. For example, the blood pressure estimation unit 230 first estimates the average blood pressure using Equations 2 to 4 above, and then calculates the diastolic blood pressure and systolic blood pressure using the estimated average blood pressure and pulse pressure as shown in Equations 5 and 6 below. can be estimated.

여기서, MAP는 추정된 평균 혈압을 의미하고, DBP는 이완기 혈압, SBP는 수축기 혈압을 의미한다. 또한, PP는 맥압을 의미하며, HR은 심박수를 의미한다. Here, MAP means estimated average blood pressure, DBP means diastolic blood pressure, and SBP means systolic blood pressure. Additionally, PP stands for pulse pressure and HR stands for heart rate.

도 4는 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 흐름도이다. 도 4의 실시예는 도 1a 또는 도 1b의 혈압 추정 장치(100a,100b)가 수행하는 혈압 추정 방법의 일 실시예이다.Figure 4 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to an embodiment. The embodiment of FIG. 4 is an example of a blood pressure estimation method performed by the blood pressure estimation devices 100a and 100b of FIG. 1A or 1B.

먼저, 혈압 추정 장치는 혈압 추정 요청을 수신하면, 생체신호를 측정할 수 있다(410). 혈압 추정 장치는 사용자와 각종 인터랙션을 수행하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자는 혈압 추정 장치에 의해 제공된 인터페이스를 통해 혈압 추정을 요청할 수 있다. 또는, 외부 기기로부터 혈압 추정 요청을 수신할 수 있다. 이때, 외부 기기로부터 수신되는 혈압 추정 요청에는 혈압 추정 결과의 제공 요청을 포함할 수 있다. 외부 기기가 혈압 추정 알고리즘을 탑재하고 있는 경우 획득된 특징(feature)의 제공 요청을 포함할 수도 있다. 외부 기기는 사용자가 휴대하는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 및 웨어러블 기기 등을 포함할 수 있다. 혈압 추정 장치는 센서를 제어하여 피검체로부터 맥파신호를 포함하는 생체신호를 측정할 수 있다.First, when the blood pressure estimation device receives a blood pressure estimation request, it can measure biosignals (410). A blood pressure estimation device may provide an interface for performing various interactions with a user. A user may request blood pressure estimation through an interface provided by the blood pressure estimation device. Alternatively, a blood pressure estimation request may be received from an external device. At this time, the blood pressure estimation request received from the external device may include a request to provide a blood pressure estimation result. If the external device is equipped with a blood pressure estimation algorithm, it may include a request for provision of acquired features. External devices may include smartphones, tablet PCs, laptop PCs, and wearable devices carried by the user. The blood pressure estimating device can measure biosignals including pulse wave signals from a subject by controlling a sensor.

그 다음, 생체신호를 분석하여 심박출량과 연관된 제1 특징값과 총혈관저항과 연관된 제2 특징값을 획득할 수 있다(420). 예를 들어, 제1 특징값은 심박수를 사용할 수 있으며, 제2 특징값은 생체신호를 구성하는 각 펄스 파형 성분의 진폭비를 사용할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 생체신호의 최대/최소 지점의 시간/진폭, 구성 펄스 파형 위치의 시간/진폭, 생체신호의 면적, 심박수들 중의 하나 또는 둘 이상을 적절히 조합한 값일 수 있다. 이때, 둘 이상을 조합하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.Next, the biosignals can be analyzed to obtain a first feature value related to cardiac output and a second feature value related to total vascular resistance (420). For example, the first feature value may be heart rate, and the second feature value may be the amplitude ratio of each pulse waveform component constituting the biosignal. However, it is not limited to this and may be a value that is an appropriate combination of one or two or more of the time/amplitude of the maximum/minimum point of the biosignal, the time/amplitude of the constituent pulse waveform position, the area of the biosignal, and heart rate. At this time, the method of combining two or more is not particularly limited.

그 다음, 기준 시점 대비 제1 특징값의 변화량 및 제2 특징값의 변화량을 획득할 수 있다(430). 예를 들어, 제1 특징값을 캘리브레이션 시점의 제1 기준 특징값으로 나누어 제1 정규화값을 산출하고, 산출된 제1 정규화값을 이용하여 제1 변화량을 산출할 수 있다. 또한, 제2 특징값을 캘리브레이션 시점의 제2 기준 특징값으로 나누어 제2 정규화값을 산출하고, 산출된 제2 정규화값을 이용하여 제 변화량을 산출할 수 있다. Next, the amount of change in the first feature value and the amount of change in the second feature value compared to the reference time point can be obtained (430). For example, the first normalized value may be calculated by dividing the first feature value by the first reference feature value at the time of calibration, and the first change amount may be calculated using the calculated first normalized value. Additionally, the second normalized value may be calculated by dividing the second feature value by the second reference feature value at the time of calibration, and the first change amount may be calculated using the calculated second normalized value.

그 다음, 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다(440). 이때, 제1 특징값, 제2 특징값을 그대로 이용하거나, 제1 특징값 및 제2 특징값을 정규화한 제1 정규화값 및 제2 정규화값을 사용할 수 있다. 또는 그 값들을 적절히 조합하여 새로운 값을 산출하고 산출된 값을 사용할 수 있다. 예컨대, 둘 이상의 값을 각각에 대해 설정된 임계치와 비교하여 모든 조건을 만족하는 경우 저혈압 기전으로 판단할 수 있다. 또는 어느 하나의 값만을 임계치와 비교하여 저혈압 기전인지 여부를 판단할 수 있다. 자세한 설명은 전술한 바 있다.Next, the mechanism of blood pressure change can be determined (440). At this time, the first feature value and the second feature value can be used as is, or the first normalization value and the second normalization value obtained by normalizing the first feature value and the second feature value can be used. Alternatively, the values can be appropriately combined to calculate a new value and use the calculated value. For example, two or more values can be compared with thresholds set for each, and if all conditions are satisfied, it can be determined to be a hypotension mechanism. Alternatively, it is possible to determine whether it is a hypotension mechanism by comparing only one value with the threshold. A detailed explanation has been described above.

그 다음, 저혈압 기전으로 결정되면(440), 제1 변화량 및/또는 제2 변화량을 조절할 수 있다(450). 이때, 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 감쇠시키거나 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 증폭시킬 수 있다. 감쇠계수 또는 증폭계수는 전술한 바와 같이 미리 설정된 산출식을 이용하여 구할 수 있다. 제1 변화량의 감쇠와 제2 변화량의 증폭은 함께 이루어지거나 어느 하나만이 수행될 수 있다.Next, if the low blood pressure mechanism is determined (440), the first amount of change and/or the second amount of change can be adjusted (450). At this time, the first change amount can be attenuated using an attenuation coefficient, or the second change amount can be amplified using an amplification coefficient. The attenuation coefficient or amplification coefficient can be obtained using a preset calculation formula as described above. Attenuation of the first change amount and amplification of the second change amount may be performed together or alone.

그 다음, 단계(450)에서 제1 변화량이나 제2 변화량이 조절되면, 조절된 후의 제1 변화량 및 제2 변화량을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다(460). 만약, 단계(440)에서 일반적 혈압 변화 기전으로 결정되면, 제1 변화량 및 제2 변화량의 조절없이 제1 변화량 및 제2 변화량 그대로를 이용하여 혈압을 추정할 수 있다(460). 자세한 설명은 전술한 바 있으므로 생략한다.Next, when the first change amount or the second change amount is adjusted in step 450, the blood pressure can be estimated using the adjusted first change amount and the second change amount (460). If the general blood pressure change mechanism is determined in step 440, the blood pressure can be estimated using the first change amount and the second change amount without adjusting the first change amount and the second change amount (460). A detailed explanation has been described above and is thus omitted.

그 다음, 혈압 추정 결과를 출력할 수 있다(470). 예를 들어, 혈압 추정 결과를 디스플레이 등의 시각적인 출력 수단을 통해 다양한 시각적인 방법으로 출력할 수 있다. 또는 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성, 촉감, 진동 등의 비시각적인 방법으로 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 추정된 생체정보를 기초로 사용자의 건강 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 사용자에게 경고나 대응 조치를 안내할 수 있다.Next, the blood pressure estimation result can be output (470). For example, blood pressure estimation results can be output in various visual ways through visual output means such as a display. Alternatively, it can be provided to the user in a non-visual way such as voice, touch, or vibration through a speaker and/or a haptic module. Additionally, the user's health status can be determined based on the estimated biometric information, and warnings or countermeasures can be provided to the user based on the judgment results.

도 5는 다른 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 흐름도이다. 도 5의 실시예는 도 1a 또는 도 1b의 혈압 추정 장치(100a,100b)가 수행하는 혈압 추정 방법의 일 실시예이다.Figure 5 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to another embodiment. The embodiment of FIG. 5 is an example of a blood pressure estimation method performed by the blood pressure estimation devices 100a and 100b of FIG. 1A or 1B.

먼저, 혈압 추정 장치는 혈압 추정 요청을 수신하면 생체신호를 측정하고(510), 생체신호를 분석하여 심박출량과 연관된 제1 특징값과 총혈관저항과 연관된 제2 특징값을 획득할 수 있다(520). First, when the blood pressure estimation device receives a blood pressure estimation request, it can measure bio-signals (510) and analyze the bio-signals to obtain a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total vascular resistance ( 520).

그 다음, 기준 시점 대비 제1 특징값의 변화량 및 제2 특징값의 변화량을 획득하고(530), 혈압 변화 기전을 결정할 수 있다(540). Next, the amount of change in the first feature value and the amount of change in the second feature value compared to the reference point are obtained (530), and the mechanism of blood pressure change can be determined (540).

그 다음, 저혈압 기전으로 결정되면(540), 저혈압 기전이 작동하는 혈압 변화 상황에서 제1 변화량 및 제2 변화량을 이용하여 추정한 혈압과 실제 혈압 간의 오차를 보정하기 위한 오프셋을 획득하고(550), 제1 변화량, 제2 변화량 및 오프셋을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다(560). 예를 들어, 제1 변화량과 제2 변화량을 곱한 값, 생체신호로부터 획득된 맥압과 관련된 특징값 예컨대 심박수 등을 이용하여 오프셋을 획득할 수 있다. 이때, 미리 정의된 오프셋 추정 모델이 활용될 수 있다.Next, if the low blood pressure mechanism is determined (540), in a blood pressure change situation in which the low blood pressure mechanism operates, an offset is obtained to correct the error between the estimated blood pressure and the actual blood pressure using the first change amount and the second change amount (550). , blood pressure can be estimated using the first change amount, the second change amount, and the offset (560). For example, the offset can be obtained using a value obtained by multiplying the first change amount and the second change amount and a characteristic value related to pulse pressure obtained from a biosignal, such as heart rate. At this time, a predefined offset estimation model may be used.

만약, 단계(540)에서 일반적 혈압 변화 기전으로 결정되면, 추가적인 오프셋을 획득하지 않고 제1 변화량 및 제2 변화량을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다(570).If the general blood pressure change mechanism is determined in step 540, the blood pressure can be estimated using the first change amount and the second change amount without obtaining an additional offset (570).

그 다음, 혈압 추정 결과를 출력할 수 있다(580). 예를 들어, 디스플레이 등의 시각적인 출력 수단을 통해 다양한 시각적인 방법 또는, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성, 촉감, 진동 등의 비시각적인 방법으로 사용자에게 제공할 수 있다.Next, the blood pressure estimation result can be output (580). For example, it can be provided to the user in various visual ways through visual output means such as a display, or in non-visual ways such as voice, touch, and vibration through speakers and/or haptic modules.

도 6a 및 도 6b는 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 전술한 혈압 추정 장치(100a,100b)의 실시예들은 손목에 착용하는 스마트 워치나 스마트 밴드형 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하며, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC, 데스크탑 PC 등의 정보 처리 단말에 적용되는 것도 가능하다. Figures 6a and 6b show wearable devices. Embodiments of the above-described blood pressure estimation devices 100a and 100b may be mounted on a smart watch or smart band-type wearable device worn on the wrist. However, this is only an example for convenience of explanation, and can also be applied to information processing terminals such as smartphones, tablet PCs, laptop PCs, and desktop PCs.

도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 웨어러블 기기(600)는 기기 본체(610)와 스트랩(620)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6A and 6B , the wearable device 600 may include a device body 610 and a strap 620.

본체(610)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 내부 또는 표면에 전술한 혈압 추정 기능과 그 밖의 다양한 기능을 수행하기 위한 모듈들이 장착될 수 있다. 본체(610) 또는 스트랩(620)의 내부에는 기기(600)의 각종 모듈에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다. The main body 610 may be formed to have various shapes, and modules for performing the above-described blood pressure estimation function and various other functions may be mounted on its interior or surface. A battery that supplies power to various modules of the device 600 may be built into the main body 610 or the strap 620.

스트랩(620)은 본체(610)에 연결될 수 있다. 스트랩(620)은 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(620)은 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태 또는 분리되지 않는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 스트랩(620)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함할 수 있으며 본체(610)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.Strap 620 may be connected to main body 610. The strap 620 may be flexible so that it can be bent into a shape that surrounds the user's wrist. The strap 620 may be detached from the user's wrist or may be configured as a band that is not detachable. The strap 620 may have air injected therein or may include an air bladder to have elasticity according to changes in pressure applied to the wrist, and may transmit changes in pressure of the wrist to the main body 610.

본체(610)에는 생체신호를 측정하는 센서부(620)가 장착될 수 있다. 센서부(620)는 사용자의 손목 상부가 접촉되는 본체(610)의 후면에 장착될 수 있으며, 손목 피부에 광을 조사하는 광원과 피검체로부터 산란 또는 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다. 센서부(620)는 피검체가 가하는 접촉압력을 측정하는 접촉압력 센서를 더 포함할 수도 있다.The main body 610 may be equipped with a sensor unit 620 that measures biological signals. The sensor unit 620 may be mounted on the rear of the main body 610, where the upper part of the user's wrist is in contact, and may include a light source that irradiates light to the wrist skin and a detector that detects light scattered or reflected from the subject. there is. The sensor unit 620 may further include a contact pressure sensor that measures contact pressure applied by the subject.

본체(610) 내부에 프로세서가 실장될 수 있으며, 프로세서(610)는 웨어러블 기기(600)에 장착된 각종 구성들과 전기적으로 연결되어 각종 구성들을 제어할 수 있다.A processor may be mounted inside the main body 610, and the processor 610 may be electrically connected to various components mounted on the wearable device 600 and control the various components.

또한, 프로세서는 센서부(620)에 의해 측정된 생체신호를 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 프로세서는 생체신호로부터 심박출량과 연관된 제1 특징값과 총혈관저항과 연관된 제2 특징값을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서는 제1 특징값 및 제2 특징값을 캘리브레이션 시점의 제1 기준 특징값 및 제2 기준 특징값으로 정규화하여 제1 정규화값 및 제2 정규화값을 획득할 수 있다. 또한, 제1 정규화값 및 제2 정규화값에 대하여 캘리브레이션 시점 대비 제1 변화량 및 제2 변화량을 획득하고, 획득된 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하여 혈압을 추정할 수 있다. Additionally, the processor can estimate blood pressure using the biosignal measured by the sensor unit 620. The processor may obtain a first feature value related to cardiac output and a second feature value related to total vascular resistance from the biosignal. Additionally, the processor may obtain the first normalization value and the second normalization value by normalizing the first feature value and the second feature value to the first reference feature value and the second reference feature value at the time of calibration. Additionally, the first change amount and the second change amount can be obtained for the first normalized value and the second normalized value compared to the calibration point, and the obtained first change amount and the second change amount can be combined to estimate blood pressure.

한편, 프로세서는 획득된 값들을 이용하여 혈압 변화 기전이 저혈압 기전인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치보다 작으면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the processor may determine whether the blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism using the acquired values. For example, if the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold, it can be determined as a hypotension mechanism. You can. However, it is not limited to this.

프로세서는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면 위 수학식 1과 같이 제1 변화량과 제2 변화량 그대로를 결합하여 혈압을 추정할 수 있다. 만약, 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이라고 결정되면 저혈압 기전에 따른 실제 혈압과 추정 혈압 간의 오차를 보정하기 위한 오프셋 값을 추가적으로 획득하고, 위 수학식 4와 같이 제1 변화량 및 제2 변화량 외에 오프셋 값을 더 결합하여 혈압을 추정할 수 있다. If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the processor can estimate blood pressure by combining the first change amount and the second change amount as shown in Equation 1 above. If it is determined that the blood pressure change mechanism is a hypotension mechanism, an offset value is additionally obtained to correct the error between the actual blood pressure and the estimated blood pressure according to the hypotension mechanism, and an offset value is added in addition to the first change amount and the second change amount as shown in Equation 4 above. By further combining, blood pressure can be estimated.

프로세서는 접촉압력 센서가 탑재된 경우 손목과 센서부(620) 사이의 접촉압력을 기초로 피검체의 접상태를 모니터링하고, 표시부를 통해 사용자에게 접촉 위치 및/또는 접촉 상태를 가이드할 수 있다. When a contact pressure sensor is mounted, the processor can monitor the contact state of the subject based on the contact pressure between the wrist and the sensor unit 620 and guide the user to the contact position and/or contact state through the display unit.

또한, 본체(610) 내부에는 프로세서의 처리 결과 및 각종 정보를 저장하는 저장부가 장착될 수 있다. 이때, 각종 정보는 혈압 추정을 위한 기준 정보 이외에 웨어러블 기기(600)의 기능과 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다.Additionally, a storage unit that stores processing results of the processor and various information may be installed inside the main body 610. At this time, the various information may include various information related to the function of the wearable device 600 in addition to standard information for estimating blood pressure.

또한, 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(640)가 본체(610)에 장착될 수 있다. 조작부(640)는 웨어러블 기기(600)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 전원 버튼을 포함할 수 있다. Additionally, a manipulation unit 640 that receives a user's control command and transmits it to the processor may be mounted on the main body 610. The manipulation unit 640 may include a power button for inputting a command to turn on/off the wearable device 600.

표시부(614)는 본체(610)의 전면에 장착될 수 있으며, 터치 입력이 가능한 터치 패널을 포함할 수 있다. 표시부(614)는 사용자의 터치 입력을 수신하여 프로세서에 전달하고, 프로세서의 처리 결과를 표시할 수 있다. The display unit 614 may be mounted on the front of the main body 610 and may include a touch panel capable of touch input. The display unit 614 may receive the user's touch input, transmit it to the processor, and display the processing result of the processor.

예를 들어, 표시부(614)는 추정된 혈압 정보를 표시할 수 있다. 이때, 혈압 추정일자나 건강상태 등의 부가 정보를 함께 표시할 수 있다. 이때, 사용자가 조작부(640)를 조작하거나 표시부(614)의 터치 입력을 통해 상세정보를 요청하는 경우 다양한 방식으로 상세정보를 출력할 수 있다. For example, the display unit 614 may display estimated blood pressure information. At this time, additional information such as blood pressure estimation date or health status can be displayed. At this time, when the user operates the manipulation unit 640 or requests detailed information through a touch input on the display unit 614, the detailed information can be output in various ways.

도 6b를 참조하면, 표시부(614)는 제1 영역(614a)에 상세 정보를 제2 영역(614b)에 혈압 이력 그래프를 출력할 수 있다. 이때, 혈압 이력 그래프는 혈압 추정 시점을 나타내는 객체(예: 원, 사각형 등의 도형 등)를 포함할 수 있다. 또한, 혈압 이력 그래프 상에 사용자가 현재 선택한 객체(I)를 지시하는 식별 마크(M)를 표시할 수 있다. 식별 마크(M)는 수직선으로 도시되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 원, 사각형 등의 다각형, 그 위치를 가리키는 화살표 등 다양한 형태로 표시될 수 있다. 사용자는 혈압 이력 그래프의 표시를 요청할 수도 있고, 제2 영역(614b)에 혈압 이력 그래프가 표시되면 특정 시점의 객체(I)를 터치하거나, 그래프를 좌우로 이동하여 특정 시점의 객체(I)를 식별 마크(M)에 일치시킴으로써 상세정보를 제1 영역(614a)에 출력되도록 할 수 있다. 이때, 제1 영역(614a)에는 사용자가 선택한 추정 시점의 혈압 추정값, 추정일자, 그 시점의 건강 상태 등의 정보를 출력할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 6B, the display unit 614 may output detailed information in the first area 614a and a blood pressure history graph in the second area 614b. At this time, the blood pressure history graph may include objects (e.g., shapes such as circles and squares) representing blood pressure estimation points. Additionally, an identification mark (M) indicating the object (I) currently selected by the user may be displayed on the blood pressure history graph. The identification mark (M) is shown as a vertical line, but is not limited to this and may be displayed in various forms such as polygons such as circles and squares, and arrows pointing to its location. The user may request display of a blood pressure history graph, and when the blood pressure history graph is displayed in the second area 614b, touch the object (I) at a specific point in time or move the graph left or right to select the object (I) at a specific point in time. By matching the identification mark (M), detailed information can be output to the first area 614a. At this time, information such as the estimated blood pressure value at the estimated time point selected by the user, the estimated date, and health status at that time can be output to the first area 614a. However, it is not limited to this.

또한, 본체(610) 내부에는 사용자의 휴대 단말과 같은 외부 기기와 통신하기 위한 통신부가 장착될 수 있다. 통신부는 외부 기기 예컨대, 사용자의 스마트폰에 생체정보 추정 결과를 전송하여 사용자에게 표시되도록 할 수 있다. 다만, 이에 제한됨이 없이 필요한 다양한 정보를 송수신할 수 있다. Additionally, a communication unit for communicating with an external device such as a user's portable terminal may be installed inside the main body 610. The communication unit may transmit the biometric information estimation result to an external device, such as the user's smartphone, and display it to the user. However, without being limited thereto, various necessary information can be transmitted and received.

도 7은 혈압 추정 장치의 실시예들이 적용된 스마트 기기를 도시한 것이다. 이때, 스마트 디바이스는 스마트폰 및 태블릿 PC등을 포함할 수 있다.Figure 7 shows a smart device to which embodiments of a blood pressure estimation device are applied. At this time, smart devices may include smartphones and tablet PCs.

도 7을 참조하면, 스마트 기기(700)는 본체(710)의 일면에 센서부(730)가 장착될 수 있다. 센서부(730)는 하나 이상의 광원(731)과 디텍터(732)를 포함하는 맥파 센서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 센서부(730)는 본체(710)의 후면에 장착될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전면의 지문 센서 또는 터치 패널과 결합하여 센서부(730)를 구성하는 것도 가능하다. Referring to FIG. 7 , the smart device 700 may have a sensor unit 730 mounted on one surface of the main body 710. The sensor unit 730 may include a pulse wave sensor including one or more light sources 731 and a detector 732. As shown, the sensor unit 730 may be mounted on the rear of the main body 710, but is not limited to this, and it is also possible to form the sensor unit 730 by combining it with a fingerprint sensor or a touch panel on the front.

또한, 본체(710)의 전면에 표시부가 장착될 수 있다. 표시부는 생체정보 추정 결과 등을 시각적으로 출력할 수 있다. 표시부는 터치 패널을 포함할 수 있으며, 터치 패널을 통해 입력되는 다양한 정보를 수신하여 프로세서에 전달할 수 있다. Additionally, a display unit may be mounted on the front of the main body 710. The display unit can visually output biometric information estimation results, etc. The display unit may include a touch panel, and may receive various information input through the touch panel and transmit it to the processor.

한편, 본체(710)에는 이미지 센서(720)가 장착될 수 있다. 이미지 센서(720)는 사용자가 맥파 신호를 측정하기 위해 손가락을 센서부(730)에 접근시키는 경우, 손가락을 촬영하여 프로세서로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 센서부(730)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 표시부를 통해 손가락의 상대 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 보다 정확하게 맥파 신호 측정이 이루어지도록 가이드할 수 있다. Meanwhile, an image sensor 720 may be mounted on the main body 710. When a user approaches the sensor unit 730 with a finger to measure a pulse wave signal, the image sensor 720 may photograph the finger and transmit the image to the processor. At this time, the processor determines the relative position of the finger compared to the actual position of the sensor unit 730 from the image of the finger, and provides relative position information of the finger to the user through the display unit, thereby guiding the pulse wave signal to be measured more accurately. .

프로세서는 센서부(730)에 의해 측정된 생체신호를 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 프로세서는 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전인지 저혈압 기전인지를 결정하고, 결정된 혈압 변화 기전에 따라 적절한 방식으로 혈압을 추정할 수 있다. 예를 들어, 전술한 심박출량과 연관된 제1 정규화값과 총혈관저항과 연관된 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치보다 작으면 저혈압 기전으로 판단할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.The processor can estimate blood pressure using the biosignal measured by the sensor unit 730. The processor may determine whether the blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism or a low blood pressure change mechanism, and estimate blood pressure in an appropriate manner according to the determined blood pressure change mechanism. For example, the difference between the above-described first normalized value associated with cardiac output and the second normalized value associated with total vascular resistance is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is If it is less than the third threshold, it can be judged as a hypotension mechanism. However, it is not limited to this.

프로세서는 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면 위 수학식 1과 같이 제1 변화량과 제2 변화량 그대로를 결합하여 혈압을 추정할 수 있다. 만약, 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이라고 결정되면 전술한 바와 같은 방식으로 제1 변화량 및/또는 제2 변화량을 적절히 조절한 후, 위 수학식 3과 같이 조절된 후의 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하여 혈압을 추정할 수 있다. 예를 들어, 제1 변화량에 대하여는 도 3b와 같은 감쇠계수 산출식을 적용하여 감쇠계수를 구한 후 제1 변화량을 조절하고, 제2 변화량에 대하여는 증폭계수를 1로 설정하여 제2 변화량을 조절하지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the processor can estimate blood pressure by combining the first change amount and the second change amount as shown in Equation 1 above. If it is determined that the blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, the first change amount and/or the second change amount are appropriately adjusted as described above, and then the adjusted first change amount and the second change amount are combined as in Equation 3 above. This allows you to estimate blood pressure. For example, for the first change amount, the first change amount is adjusted after obtaining the attenuation coefficient by applying the attenuation coefficient calculation formula shown in Figure 3b, and for the second change amount, the second change amount is adjusted by setting the amplification coefficient to 1. It may not be possible. However, it is not limited to this.

한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, these embodiments can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices, and can also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission via the Internet). Includes. Additionally, the computer-readable recording medium can be distributed across computer systems connected to a network, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present embodiments can be easily deduced by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.A person skilled in the art to which this disclosure pertains will understand that it can be implemented in other specific forms without changing the disclosed technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100a, 100b: 혈압 추정 장치 110: 센서부
120: 프로세서 130: 출력부
140: 저장부 150: 통신부
200a,200b: 프로세서 210: 특징 획득부
220: 혈압 변화 기전 결정부 230: 혈압 추정부
240: 특징 조절부 250: 오프셋 획득부
600: 웨어러블 기기 610: 본체
614: 표시부 620: 센서부
630: 스트랩 640: 조작부
700: 스마트 기기 710: 본체
720: 이미지 센서 730: 센서부
731: 광원 732: 디텍터
100a, 100b: Blood pressure estimation device 110: Sensor unit
120: Processor 130: Output unit
140: storage unit 150: communication unit
200a, 200b: Processor 210: Feature acquisition unit
220: Blood pressure change mechanism determination unit 230: Blood pressure estimation unit
240: Feature control unit 250: Offset acquisition unit
600: Wearable device 610: Body
614: display unit 620: sensor unit
630: Strap 640: Control panel
700: Smart device 710: Body
720: Image sensor 730: Sensor unit
731: Light source 732: Detector

Claims (32)

생체신호를 측정하는 센서부; 및
상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값을 획득하고, 상기 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값, 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하며, 상기 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 상기 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출하고, 상기 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면 상기 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하고, 상기 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면 상기 제1 변화량 및 제2 변화량 중의 적어도 하나를 조절한 후 결합하여 혈압을 추정하는 프로세서를 포함하는 혈압 추정 장치.
A sensor unit that measures biological signals; and
Obtain a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total peripheral resistance from the biosignal, and obtain the first feature value, the second feature value, and the first feature value. At least one of the first normalized value normalized, the second normalized value normalized to the second feature value, the difference between the first feature value and the second feature value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value is preset. Compare with a threshold, determine a blood pressure change mechanism based on the comparison result, calculate a first change amount of the first normalized value compared to the reference point and a second change amount of the second normalized value compared to the reference point, and calculate the determined blood pressure change If the mechanism is a general blood pressure change mechanism, the first change amount and the second change amount are combined, and if the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, a processor for estimating blood pressure by adjusting at least one of the first change amount and the second change amount and then combining them. A blood pressure estimation device comprising:
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 결정하고, 상기 제1 임계치, 제2 임계치 및 제3 임계치는 서로 다른, 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
If the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold, a hypotension mechanism is determined, and the first The threshold, the second threshold, and the third threshold are different from each other.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 정규화값이 제4 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제5 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 판단하고, 상기 제4 임계치와 제5 임계치는 서로 다른, 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
If the first normalized value is greater than the fourth threshold and the second normalized value is less than the fifth threshold, it is determined to be a hypotension mechanism, and the fourth and fifth thresholds are different from each other.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 특징값 또는 제1 정규화값이 제6 임계치 보다 크면 저혈압 기전으로 판단하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
A blood pressure estimation device that determines a low blood pressure mechanism when the first characteristic value or the first normalized value is greater than the sixth threshold.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 특징값을 제1 기준 특징값으로 나누어 제1 정규화값을 산출하고, 제2 특징값을 제2 기준 특징값으로 나누어 제2 정규화값을 산출하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
A blood pressure estimation device that calculates a first normalized value by dividing a first feature value by a first reference feature value, and calculates a second normalized value by dividing a second feature value by a second reference feature value.
제7항에 있어서,
상기 제1 기준 특징값 또는 제2 기준 특징값은
캘리브레이션 시점에 측정된 생체신호로부터 획득된, 심박출량과 연관된 특징값 또는 총혈관저항과 연관된 특징값인 혈압 추정 장치.
In clause 7,
The first reference feature value or the second reference feature value is
A blood pressure estimation device that is a feature value related to cardiac output or a feature value related to total vascular resistance obtained from biosignals measured at the time of calibration.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
심박수, 상기 생체신호 파형의 형태, 최대점의 시간 및 진폭, 최소점의 시간 및 진폭, 상기 생체신호를 구성하는 펄스 파형 성분 위치의 시간 및 진폭, 상기 생체신호의 면적 중의 하나 이상을 조합하여 상기 제1 특징값 및 제2 특징값을 획득하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
By combining one or more of the following: heart rate, the shape of the bio-signal waveform, the time and amplitude of the maximum point, the time and amplitude of the minimum point, the time and amplitude of the pulse waveform component positions constituting the bio-signal, and the area of the bio-signal A blood pressure estimation device that acquires a first feature value and a second feature value.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 변화량을 감쇠시키는 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 조절하거나, 제2 변화량을 증폭시키는 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 조절하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The processor is
A blood pressure estimation device that adjusts a first change amount using an attenuation coefficient that attenuates the first change amount, or adjusts a second change amount using an amplification coefficient that amplifies the second change amount.
제13항에 있어서,
상기 프로세서는
제1 특징값, 제2 특징값, 제1 정규화값, 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 입력값으로 하는 감쇠계수 산출식 또는 증폭계수 산출식을 이용하여 감쇠계수 또는 증폭계수를 산출하고,
상기 감쇠계수 산출식은
상기 감쇠계수가 상기 입력값의 전체 변화 구간의 적어도 일부 구간에서 선형 또는 비선형으로 감소하도록 정의된 선형 또는 비선형 함수식이고,
상기 증폭계수 산출식은
상기 증폭계수가 상기 입력값의 전체 변화 구간의 적어도 일부 구간에서 선형 또는 비선형으로 증가하도록 정의된 선형 또는 비선형 함수식인 혈압 추정 장치.
According to clause 13,
The processor is
At least one of the first feature value, the second feature value, the first normalization value, the second normalization value, the difference between the first feature value and the second feature value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value is an input value. Calculate the attenuation coefficient or amplification coefficient using the attenuation coefficient calculation formula or the amplification coefficient calculation formula,
The attenuation coefficient calculation formula is
The attenuation coefficient is a linear or non-linear function defined to decrease linearly or non-linearly in at least a portion of the entire change section of the input value,
The amplification coefficient calculation formula is
A blood pressure estimation device wherein the amplification coefficient is a linear or non-linear function defined to increase linearly or non-linearly in at least some sections of the entire change section of the input value.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 센서부는
피검체에 광을 조사하는 광원; 및
상기 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
The sensor unit
A light source that radiates light to the subject; and
A blood pressure estimation device including a detector that detects light scattered from the subject.
제1항에 있어서,
상기 프로세서의 처리 결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 혈압 추정 장치.
According to paragraph 1,
A blood pressure estimation device further comprising an output unit that outputs a processing result of the processor.
혈압 추정 장치가,
생체신호를 측정하는 단계;
상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값을 획득하는 단계;
상기 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 상기 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출하는 단계;
상기 제1 특징값, 제2 특징값, 제1 정규화값, 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이 및, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량을 결합하고, 상기 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면, 제1 변화량 및 제2 변화량 중의 적어도 하나를 조절한 후 결합하여 혈압을 추정하는 단계를 포함하는 혈압 추정 방법.
blood pressure estimation device,
Measuring biosignals;
Obtaining a first feature value associated with cardiac output and a second feature value associated with total peripheral resistance from the biosignal;
calculating a first change amount of a first normalized value obtained by normalizing the first feature value compared to a reference point in time and a second change amount of a second normalized value obtained by normalizing the second feature value compared to a reference point in time;
At least one of the first feature value, the second feature value, the first normalization value, the second normalization value, the difference between the first feature value and the second feature value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value is preliminarily determined. Comparing with a set threshold and determining a mechanism for changing blood pressure based on the comparison result; and
If the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, the first change amount and the second change amount are combined, and if the determined blood pressure change mechanism is a hypotension mechanism, at least one of the first change amount and the second change amount is adjusted and then combined. A blood pressure estimation method including the step of estimating.
삭제delete 제19항에 있어서,
상기 혈압 변화 기전을 결정하는 단계는
제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이가 제1 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제2 임계치보다 작으며, 제2 특징값이 제3 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 결정하고, 상기 제1 임계치, 제2 임계치 및 제3 임계치는 서로 다른, 혈압 추정 방법.
According to clause 19,
The step of determining the mechanism of blood pressure change is
If the difference between the first normalized value and the second normalized value is greater than the first threshold, the second normalized value is less than the second threshold, and the second characteristic value is less than the third threshold, a hypotension mechanism is determined, and the first A method of estimating blood pressure, wherein the threshold, the second threshold and the third threshold are different from each other.
제19항에 있어서,
상기 혈압 변화 기전을 결정하는 단계는
제1 정규화값이 제4 임계치 보다 크고, 제2 정규화값이 제5 임계치 보다 작으면 저혈압 기전으로 판단하고, 상기 제4 임계치 및 제5 임계치는 서로 다른, 혈압 추정 방법.
According to clause 19,
The step of determining the mechanism of blood pressure change is
If the first normalized value is greater than the fourth threshold and the second normalized value is less than the fifth threshold, it is determined to be a hypotension mechanism, and the fourth and fifth thresholds are different from each other.
제19항에 있어서,
상기 혈압 변화 기전을 결정하는 단계는
제1 특징값 또는 제1 정규화값이 제6 임계치 보다 크면 저혈압 기전으로 판단하는 혈압 추정 방법.
According to clause 19,
The step of determining the mechanism of blood pressure change is
A blood pressure estimation method that determines a low blood pressure mechanism when the first characteristic value or the first normalized value is greater than the sixth threshold.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제19항에 있어서,
상기 조절하는 단계는
제1 변화량을 감쇠시키는 감쇠계수를 이용하여 제1 변화량을 조절하거나, 제2 변화량을 증폭시키는 증폭계수를 이용하여 제2 변화량을 조절하는 혈압 추정 방법.
According to clause 19,
The adjustment step is
A blood pressure estimation method that adjusts a first change amount using an attenuation coefficient that attenuates the first change amount, or adjusts a second change amount using an amplification coefficient that amplifies the second change amount.
제19항에 있어서,
상기 혈압 추정 결과를 출력하는 단계를 더 포함하는 혈압 추정 방법.
According to clause 19,
A blood pressure estimation method further comprising outputting the blood pressure estimation result.
생체신호를 측정하는 센서부; 및
상기 생체신호로부터 획득된 심박출량(cardiac output)과 연관된 제1 특징값 및 총혈관저항(total peripheral resistance)과 연관된 제2 특징값, 상기 제1 특징값을 정규화한 제1 정규화값, 상기 제2 특징값을 정규화한 제2 정규화값, 제1 특징값과 제2 특징값 간의 차이, 제1 정규화값과 제2 정규화값 간의 차이 중의 적어도 하나를 미리 설정된 임계치와 비교하고, 비교 결과를 기초로 혈압 변화 기전을 결정하고, 상기 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 상기 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 산출하고, 결정된 혈압 변화 기전이 저혈압 기전이면 오프셋 값을 획득하여 상기 제1 변화량, 상기 제2 변화량 및 상기 오프셋 값을 결합하여 혈압을 추정하는 프로세서를 포함하는 혈압 추정 장치.
A sensor unit that measures biological signals; and
A first feature value associated with cardiac output obtained from the biosignal and a second feature value associated with total peripheral resistance, a first normalization value obtained by normalizing the first feature value, and the second feature value. At least one of the second normalized value obtained by normalizing the feature value, the difference between the first feature value and the second feature value, and the difference between the first normalization value and the second normalization value is compared with a preset threshold, and the blood pressure is based on the comparison result. Determine the change mechanism, calculate a first change amount compared to the reference point of the first normalized value and a second change amount compared to the reference point of the second normalized value, and if the determined blood pressure change mechanism is a low blood pressure mechanism, an offset value is obtained to obtain the first change amount compared to the reference time point of the first normalized value. A blood pressure estimation device comprising a processor that estimates blood pressure by combining the first change amount, the second change amount, and the offset value.
삭제delete 제29항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 획득된 추가 특징값, 상기 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량, 상기 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량 및 맥압의 기준 시점 대비 변화량 중의 적어도 하나를 기초로 오프셋 값을 획득하는 혈압 추정 장치.
According to clause 29,
The processor is
An offset value based on at least one of the additional feature values obtained from the biosignal, the first change amount of the first normalized value compared to the reference time point, the second change amount of the second normalized value compared to the reference time point, and the change amount of pulse pressure compared to the reference time point. A blood pressure estimation device that obtains.
제29항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 결정된 혈압 변화 기전이 일반적 혈압 변화 기전인 경우, 상기 제1 정규화값의 기준 시점 대비 제1 변화량 및 상기 제2 정규화값의 기준 시점 대비 제2 변화량을 기초로 혈압을 추정하는 혈압 추정 장치.
According to clause 29,
The processor is
When the determined blood pressure change mechanism is a general blood pressure change mechanism, a blood pressure estimation device for estimating blood pressure based on a first change amount of the first normalized value compared to the reference point and a second change amount of the second normalized value compared to the reference point.
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